penentuan kadar ca dan mg serta turbiditas

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Air sangat besar pengaruhnya terhadap kehidupan, baik itu kehidupan

manusia maupun kehidupan binatang dan tumbuh-tumbuhan. Air adalah

merupakan bahan yang sangat vital bagi kehidupan dan juga merupakan sumber

dasar untuk kelangsungan kehidupan di atas bumi. Selain itu air merupakan

kebutuhan dasar bagi kehidupan, juga manusia selama hidupnya selalu

memerlukan air. Dengan demikian semakin naik jumlah penduduk serta laju

pertumbuhannya semakin naik pula laju pemanfaatan air. Air adalah bagian dari

lingkungan fisik yang sangat esensial, tidak hanya dalam proses-proses hidup,

tetapi juga dalam proses-proses yang lain, seperti untuk industri, pertanian,

pemadam kebakaran dan lain-lain.1

Salah satu parameter kimia dalam persyaratan kualitas air adalah jumlah

kandungan unsur Ca2+ dan Mg2+ dalam air, yang keberadaannya biasa disebut

dengan kesadahan air. Kesadahan dalam air sangat tidak dikehendaki baik untuk

penggunaan rumah tangga maupun untuk penggunaan industri. Bagi air rumah

tangga tingkat kesadahan yang tinggi mengakibatkan konsumsi sabun lebih

1 Ulfa Nurullita, “Pengaruh Lama Kontak Karbon Aktif Sebagai Media Filter Terhadap Persentase Penurunan Kesadahan CaCO3 Air Sumur Artetis”, J Kesehat Masy Indones 6 no. 1 ( 2010): h. 49.

1

2

banyak karena sabun menjadi kurang efektif akibat salah satu bagian dari molekul

sabun diikat oleh unsur Ca/Mg.2

B. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari percobaan ini yaitu bagaimana cara menentukan

kadar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dengan metode titrasi kompleksometri

serta tingkat kekeruhan air sumur?

C. Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini yaitu untuk menentukan kadar kalsium (Ca) dan

magnesium (Mg) dengan metode titrasi kompleksometri serta tingkat kekeruhan

air sumur.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Kesadahan Air

Air sadah adalah istilah yang digunakan pada air yang mengandung kation

penyebab kesadahan. Pada umumnya kesadahan disebabkan oleh adanya logam-

logam atau kation-kation yang bervalensi 2, seperti Fe, Sr, Mn, Ca dan Mg, tetapi

penyebab utama dari kesadahan adalah kalsium (Ca) dan magnesium (Mg).

Kalsium dalam air mempunyai kemungkinan bersenyawa dengan bikarbonat,

sulfat, khlorida dan nitrat, sementara itu magnesium dalam air kemungkinan

bersenyawa dengan bikarbonat, sulfat dan khlorida.0

2 Ruliasih Marsidi, “Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air” Jurnal Teknologi Lingkungan 2, no. 1, Januari (2001): h. 1

0 Ruliasih Marsidi, “Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air” Jurnal Teknologi Lingkungan: h. 2-3.

3

Air yang banyak mengandung mineral kalsium dan magnesium dikenal

sebagai "air sadah" . Air sadah yang telah melebihi batas maksimum (±500 mg/lt)

dapat menyebabkan beberapa masalah kesehatan. Dampak yang ditimbulkan air

sadah bagi kesehatan antara lain adalah dapat menyebabkan cardiovasculer

deseasae (penyumbatan pembuluh darah jantung) dan urolithiasis (batu ginjal).

Air sadah bukan merupakan air yang berbahaya karena memang ion-ion tersebut

dapat larut dalam air. Akan tetapi dengan kadar Ca2+ yang tinggi akan

menyebabkan air menjadi keruh. Air sadah juga tidak baik untuk mencuci, karena

ion-ion Ca 2+dan Mg2+ akan berikatan dengan sisa asam karbohidrat pada sabun

dan membentuk endapan sehingga sabun tidak berbuih.0

Kesadahan air dapat dibedakan atas 2 macam yaitu kesadahan sementara

(temporer) dan kesadahan tetap (permanen). Kesadahan sementara disebabkan

oleh garam-garam karbonat (CO32-) dan bikarbonat (HCO3

-) dari kalsium dan

magnesium. Kesadahan karbonat merupakan bagian dari kesadahan total yang

ekivalent dengan alkalinitas yang disebabkan oleh (CO32-) dan (HCO3

-).

Kesadahan ini dapat dihilangkan dengan cara pemanasan atau dengan

pembubuhan kapur tohor. Kesadahan tetap disebabkan oleh adanya garam-garam

khlorida (Cl-) dan sulfat (SO42-) dari kalsium dan magnesium. Kesadahan ini

0

Ulfa Nurullita, “Pengaruh Lama Kontak Karbon Aktif Sebagai Media Filter Terhadap Persentase Penurunan Kesadahan CaCO3 Air Sumur Artetis”, J Kesehat Masy Indones: h. 49.

3

4

disebut juga kesadahan non karbonat yang tidak dapat dihilangkan dengan cara

pemanasan, tetapi dapat dihilangkan dengan cara pertukaran ion.0

Kesadahan dibagi atas dua jenis kesadahan, yaitu kesadahan sementara dan

kesadahan tetap. Air yang mengandung kesadahan kalsium karbonat dan

magnesium karbonat disebut kesadahan karbonat atau kesadahan sementara,

karena kesadahan tersebut dapat dihilangkan dengan cara pemanasan atau dengan

cara pembubuhan kapur. Sementara itu Air yang mengandung kesadahan kalsium

sulfat, kalsium khlorida, magnesium sulfat dan magnesium khlorida, disebut

kesadahan tetap karena tidak dapat dihilangkan dengan cara pemanasan, tetapi

dapat dengan cara lain dan salah satunya adalah proses penukar ion.0

B. Titrasi EDTA

Kesadahan air dinyatakan dengan mg/liter CaCO3. Metoda yang dapat

digunakan dalam menentukan kesadahan air adalah dengan metoda perhitungan

dan metoda titrasi EDTA. Metoda titrasi EDTA banyak digunakan di

laboratorium untuk penentuan kesadahan. Metoda ini berhubungan dengan

penggunaan larutan EDTA (Ethylen Diamine Tetra Acetic) atau garam sodium

sebagai agen titrasi. Indikator yang digunakan adalah Eriochroma Blak T.0

0 Wahyu Widayat, “Teknologi Pengolahan Air Sadah”, Jurnal Teknologi Lingkungan 3, no. 3, September (2002): h. 257.

0 Ruliasih Marsidi, “Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air” Jurnal Teknologi Lingkungan: h. 3.

0 Ruliasih Marsidi, “Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air” Jurnal Teknologi Lingkungan: h. 3.

5

Etelen diamin tetra asetat (EDTA) merupakan ligan penitrasi yang banyak

dipakai pada titrasi kompleksometri. EDTA mempunyai rumus struktur sebagai

berikut:

Gambar 1: Rumus struktur molekul EDTA

Terlihat dari strukturnya bahwa molekul tersebut mengandung baik donor

elektron dari atom oksigen maupun donor dari atom hidrogen sehingga dapat

menghasilkan khelat bercincin sampai dengan enam secara serempak.0

EDTA stabil, mudah larut dan menunjukkan komposisi kimiawi yang

tertentu. Selektivitas kompleks dapat diatur dengan pengendalian pH misalnya

Mg, Cr, Ca dan Ba dapat dititrasi pada pH = 11; Mn2+, Fe, Co, Ni, Zn, Cd, Al, Pb,

Cu, Ti dan V dapat dititrasi pada pH 4,0 – 7,0.0

Penentuan Ca dan Mg dalam air sudah dilakukan dengan titrasi EDTA. pH

untuk titrasi adalah 10 dengan indikator eriochrom black T. Pada pH lebih tinggi

12, Mg(OH)2 akan mengendap, sehingga EDTA dapat dikonsumsi hanya oleh Ca2+

dengan indikator mureside. Adanya gangguan Cu bebas dari pipa-pipa saluran air

dapat di masking dengan H2S. EBT yang dihaluskan bersama NaCl padat kadang

kala juga digunakan sebagai indikator untuk penentuan Ca ataupun hidroksinaftol.

Seharusnya Ca tidak ikut terkompresipitasi dengan Mg, oleh karena itu EDTA

direkomendasikan.0

0 Sitti Chadijah, Dasar-dasar Kimia Analitik (Makassar: Alauddin University Press, 2012), h. 185.

0 S. M. Khopkar, Konsep Dasar Kimia Analitik (Jakarta: UI Press, 1990), h.88.0 Sitti Chadijah, Dasar-dasar Kimia Analitik, h. 187.

6

Kompleks khelat oksigen diantaranya yang terpenting adalah dengan jenis

ligan etilen Diamin Tetra Asetat (EDTA), mudah terbentuk dalam larutan akua

yang basa sebagai contoh:

Ca2+ + EDTA4- = [Ca (EDTA)]2-

Pengomplesan kalsium dengan EDTA4 dan juga dengan polifosfat penting, tidak

hanya untuk penghilangan Ca2+ dari air tetapi juga untuk pendukungan volumetri

dari Ca2+.0

C. Magnesium (Mg)

Magnesium di alam didapatkan sebagai salah satu komponen dari jumlah

campuran garam (rangkap) seperti karnalit, MgCl2.KCl.6H2O dan dolomit,

MgCO3.CaCO3. Senyawa-senyawa ini sesungguhnya bukan sekedar campuran

garam rangkap, melainkan kristak-kristal ionik murni, dalam kristal ini ukuran

kation-kation yang berbeda secara berselingan menyokong kestabilan yang lebih

besar pada kisi kristalnya dibandingkan jika hanya disokong oleh salah satu

kationnya saja.oleh karena itu karena itu tersusun oleh rakitan anion-anion yang

diselang-seling oleh kation magnesium, kalium dan molekul air dengan rasio 3 :

1 : 1 : 6 yaitu dalam formula MgCl3.6H2O.0

Hanya Mg dan Ca yang memperlihatkan kecenderungan yang dapat

diterima untuk membentuk kompleks-kompleks dalam larutan, dengan beberapa

perkecualian, ligannya adalah oksigen. MgBr2, MgI2 dan CaCl2 larut dalam

alkohol dan pelarut organik polar. Baik Mg2+ maupun Ca2+ mempunyai peranan

biologis yang penting. Sistem dalam klorofil membentuk pengecualian terhadap

0 F. Albert Cotton, Kimia Anorganik Dasar (Jakarta: UI Press, 2013), h.2660 Kristian H. Sugiyarto, Kimia Anorganik II (Jakarta: Erlangga, 2003), h. 108-109.

7

aturan bahwa kompleks-kompleks Mg (dan unsur-unsur lainnya) dengan ligan

nitrogen adalah lemah.0

D. Kalsium (Ca)

Bagi air industri unsur Ca dapat menyebabkan kerak pada dinding

peralatan sistem pemanasan, sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada

peralatan industri. Disamping itu dapat menghambat proses pemanasan. Masalah

ini dapat mengakibatkan penurunan kinerja industri yang pada akhirnya dapat

menimbulkan kerugian. Oleh karena itu persyaratan kesadahan pada air industri

sangat diperhatikan.0

BAB III

METODE PERCOBAAN

A. Waktu dan Tempat

Hari/ Tanggal : Kamis/ 01 Mei 2014

Pukul : 08.00-09.30 WITA

Tempat : Laboratotium Kimia Anorganik,

Fakultas Sains dan Teknologi

UIN Alauddin Makassar.

B. Alat dan Bahan

0 F. Albert Cotton, Kimia Anorganik Dasar, h.2660 Ruliasih Marsidi, “Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air” Jurnal Teknologi

Lingkungan: h. 1

8

1. Alat

Alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu turbidimeter

orbecohelligs, pH meter, buret asam 50 mL, pipet volume 25 mL, erlenmeyer

250 mL, gelas kimia 100 ml, gelas kimia 250 mL, statif dan klem, spatula

besi, pipet tetes 2 mL, bulp dan botol semprot.

2. Bahan

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu air sumur (H2O),

aquades (H2O), buffer pH 10, eriochrome black T (C20H12N3O7SNa), etilena

diamina tetra asetat (C10H16N2O8) 0,01M, mureksid, natrium hidroksida

(NaOH) 0,1 M dan tissue.

8

9

C. Prosedur Kerja

Prosedur kerja dari percobaan ini yaitu:

1. Penentuan Kesadahan Total

a) Memipet 25 mL air sumur kemudian memasukkan ke dalam erlenmeyer.

b) Menambahkan 2 mL larutan buffer pH 10.

c) Menambahkan sedikit indikator Eriochrom Black T (EBT) hingga berwarna

merah muda.

d) Menitrasi dengan larutan Etilena Diamina Tetra Asetat (EDTA) hingga

berubah warna dari merah muda menjadi biru.

e) Mencatat volume larutan yang digunakan.

f) Melekukan secara duplo.

g) Menentukan konsentrasi kalium karbonat (CaCO3).

2. Penentuan Kadar Kalsium (Ca)

a) Memipet 25 mL air sumur kemudian memasukkan ke dalam erlenmeyer.

b) Menambahkan larutan natrium hidroksida (NaOH) 0,1 M hingga pH 12.

c) Menambahkan sedikit indikator mureksid hingga berwarna merah muda.

d) Menitrasi dengan larutan Etilena Diamina Tetra Asetat (EDTA) hingga

berubah warna dari merah muda menjadi ungu.

e) Mencatat volume larutan yang digunakan.

f) Melekukan secara duplo.

g) Menetukan konsentrasi kalsium (Ca).

10

3. Penentuan Kadar Magnesium (Mg)

a) Mengurangkan nilai rata-rata yang diperoleh setelah penentuan kesadahan

total dengan volume rata-rata kalsium (Ca).

b) Maka diperoleh kadar dari magnesium (Mg) dalam air sumur.

4. Penentuan Turbiditas (Kekeruhan)

a) Membersihkan turbidimeter.

b) Memasukkan air sumur dalam tabung dibawah batas miniskus.

c) Membersihkan tabung yang berisi air sumur, tempatkan tabung pada

turbidimeter.

d) Metekan tombol on/ off lalu tekan tombol read, lalu catat turbiditas air sumur

yang terukur.

11

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan


a. Perlakuan

25 mL Air sumur dipipet 2 mL buffer pH 10 ditambahkan bening bening

indikator EBT ditambahkan sedikit larutan EDTA 0,01M diitrasi hasil. warna merah muda warna biru

b. Tabel Pengamatan

Volume

Sampel

Volume EDTA Gambar

Sebelum Sesudah

Air Sumur 25 mL

(I)

1 mL

12

Air Sumur 25 mL

(II)

1,5 mL


a. Perlakuan

25 mL Air sumur dipipet 2 mL NaOH 0,1 M ditambahkan bening bening

indikator mureksid ditambahkan sedikit larutan EDTA 0,01M diitrasi hasil. warna merah muda warna ungu

b. Tabel Pengamatan

Volume

Sampel

Volume EDTA Gambar

Sebelum Sesudah

Air Sumur 25 mL

(I)

0,6 mL

11

13

Air Sumur 25 mL

(II)

0,8 mL

B. Analisis Data


Diketahui:

MEDTA = 0,01 M

Mr CaCO3 = 100 gr/mol

Vair sumur = 25 mL

VTitrasi I (volume kesadahan total) = 1 mL

VTitrasi II (volume kesadahan total) = 1,5 mL

VTitrasi Rata-Rata (volume kesadahan total) = 1,25 mL

Ditanyakan:

[CaCO3] = ….?

Penyelesaian: [CaCO3] =

Volume Larutan EDTA × [ EDTA ] × Mr CaCO 3×1000 mgg

Volume Sampel

14

= 1,25 mL×0,01 mol

L×100 gr

mol× 1000 mg

g25 mL

= 1250 mg

L25

= 50 mg/L


Diketahui:

MEDTA = 0,01 M

Ar Ca = 40,08 g/mol

Vair sumur = 25 mL

VCa I (volume kalsium) = 0.6 mL

VCa II (volume kalsium) = 0.8 mL

VCa Rata-Rata (volume kalsium) = 0.7 mL

Ditanyakan:

[Ca] = ….?

Penyelesaian: [Ca] =

Volume Larutan EDTA × [ EDTA ] × Ar Ca ×1000 mgg

Volume Sampel

= 0,7 mL× 0,01 mol

L× 40,08 gr

mol× 1000 mg

g25 mL

= 280,56 mg

L25

= 11,2224 mg/L = 11,22 mg/L

3. Penentuan Kadar Magnesium (Mg)

a. Analisis Data

Diketahui:

15

MEDTA = 0,01 M

Ar Mg = 24,312 g/mol

Vair sumur = 25 mL

VTitrasi I (volume kesadahan total) = 1 mL

VTitrasi II (volume kesadahan total) = 1,5 mL

VTitrasi Rata-Rata (volume kesadahan total) = 1,25 mL

VCa I (volume kalsium) = 0.6 mL

VCa II (volume kalsium) = 0.8 mL

VCa Rata-Rata (volume kalsium) = 0.7 mL

Ditanyakan:

[Mg] = ….?

Penyelesaian:

[Mg] = (V CaCO 3– VCa)× [ EDTA ] × Ar Mg× 1000 mg

gVolume Sampel

=

(1,25 mL – 0,7 mL)× 0,01 molL

×24,312 grmol

× 1000 mgg

25 mL

= 0,55 mL×0,01 mol

L× 24,312 gr

mol× 1000 mg

g25 mL

= 133,716 mg

L25

= 5,34864 mg/L = 5,348 mg/L

C. Pembahasan

Praktikum penentuan kesadahan ini, sampel diambil dari sumur di daerah

sekitar Minasaupa. Praktikan melakukan beberapa percobaan yakni untuk

menentukan kesadahan total, kesadahan kalsium dan kesadahan magnesium

terhadap sampel air sumur.

16

Langkah pertama yang dilakukan yaitu penentuan kesadahan total. Sampel

yang digunakan sama dengan sampel pada penentuan kalsium (Ca) yaitu

menggunakan air sumur 25 mL. Air sumur 25 mL ditambahkan dengan larutan

buffer pH 10 karena untuk mempertahankan pH agar titik akhir yang diperoleh

tepat dan indikator yang akan digunakan yaitu indikator Eriochrom Black T

(EBT), indikator ini dapat membentuk kompleks dengan ion logam dan warna,

Setelah penambahan indikator Eriochrom Black T (EBT) diperoleh larutan

berwarna merah muda, selanjutnya dititrasi dengan Etilena Diamina Tetra Asetat

(EDTA) yang akan menjadi kompleks apabila ditambahkan satu titran dengan ion

kalsium (Ca2+) maupun magnesium (Mg2+) selain itu Etilena Diamina Tetra Asetat

(EDTA) juga mudah larut dalam air, dapat diperoleh dalam keadaan murni.

Jika Etilena Diamina Tetra Asetat (EDTA) dijadikan sebagai titran, maka larutan

akan berubah dari warna merah muda menjadi warna biru. Pada titik akhir titrasi

diperoleh volume titran sebesar 1,25 mL kadar kalsium karbonat (CaCO3)

sebanyak 50 mg/L.

Langkah kedua adalah penentuan kalsium (Ca), pertama-tama sampel

dimasukkan ke dalam erlenmeyer kemudian ditambahkan dengan natrium

hidroksida (NaOH) 0,1 M hingga pH 12 . Fungsi penambahan natrium hidroksida

(NaOH) 0,1 M disini yaitu untuk meningkatkan pH sampel. Selanjutnya

ditambahkan dengan mureksid. Mureksid berfungsi sebagai indikator, setelah

penambahan indikator mureksid dihasilkan larutan warna merah muda. Menurut

teori pada pH lebih tinggi 12, magnesium (Mg) akan mengendap sehingga

Etilena Diamina Tetra Asetat (EDTA) hanya dapat diikat oleh Ca2+ dengan

17

indikator mureksid. Larutan kemudian dititrasi dengan Etilena Diamina Tetra

Asetat (EDTA) sampai warna larutan berubah menjadi ungu. Titik akhir titrasi

volume titran yang digunakan yaitu sebesar 0,7 mL dengan kadar kalsium (Ca)

sebesar 11,22 mg/L, artinya dalam 1 liter air mengandung 11,22 mg/L kalsium

(Ca).

Sedangkan untuk penentuan Magnesium (Mg) pada praktikum kali ini

dilakukan dengan cara mengurangi volume titran kesadahan total dengan kadar

kalsium (Ca) dan diperoleh hasil kadar magnesium (Mg) sebesar 5,348 mg/L,

yang artinya dalam 1 liter air mengandung 5,348 mg/L magnesium (Mg).

Berdasarkan standar kesadahan menurut PERMENKES RI, 2010 batas

maksimum kesadahan air minum yang dianjurkan yaitu 500 mg/L CaCO3 , dapat

dikatakan bahwa air sumur yang diteliti layak konsumsi karena tidak melebihi

nilai ambang batas yang dianjurkan.

Kekeruhan air sumur dapat juga diukur menggunkan turbidimeter,

pertama-tama membersihkan turbiditas agar smpel air sumur tidak terkontaminasi

kemudian memasukkan air sumur dalam tabung hingga tanda batas. Lalu

bersihkan tabung yang berisi air sumur agar tidak mempengaruhi pada saat

pengukuran pH, tempatkan tabung pada turbidimeter. kemudian tekan tombol on/

off untuk memulai pengukuran lalu tekan tombol read untuk membaca pH air

sumur, diperoleh hasil sampel air sumur partama adalah 6,99 NTU dan sampel air

sumur kedua adalah 7,02 NTU.

19

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Kesimpulan dari percobaan ini yaitu menentukan kadar kalsium (Ca) dan

magnesium (Mg) dalam air sumur dengan menggunakan metode titrasi

kompleksometri diperoleh kesadahan total sebesar 50 mg/L, kadar kalium (Ca)

sebesar 11,2 mg/L dan kadar magnesium sebesar 5,348 mg/L serta tingkat

kekeruhan sampel air sumur sebesar 7,005 NTU.

B. Saran

Saran yang diberikan untuk percobaan selanjutnya yaitu sebaiknyaiknya

digunakan smapel air galon untuk membedakan hasil kesadaha dan turbiditasnya

18

20

DAFTAR PUSTAKA

Chadijah, Sitti. Dasar-dasar Kimia Analitik. Makassar: Alauddin University Press, 2012.

Cotton, F. Albert. Kimia Anorganik Dasar . Jakarta: UI Press, 2013.

Khopkar, S. M. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press, 1990.

Marsidi, Ruliasih. Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air . Vol.2, No. 1, Januari 2001.

Nurullita, Ulfa Pengaruh Lama Kontak Karbon Aktif Sebagai Media Filter Terhadap Persentase Penurunan Kesadahan Caco3 Air Sumur Artetis. Vol 6 no 1 Th 2010.

Sugiyarto, Kristian H. Kimia Anorganik II . Jakarta: Erlangga, 2003.

Widayat, Wahyu. Teknologi Pengolahan Air Sadah . Vol. 3, No. 3, September 2002

21

LEMBAR PENGESAHAN

Laporan praktikum Kimia Anorganik dengan judul

“Pengujian Penentuan Kadar Ca dan Mg serta Turbiditas” yang

disusun oleh:

Nama : Riskayanti

Nim : 60500112028

Kelompok : IV (Empat)

telah diperiksa secara teliti oleh Asisten atau Koordinator asisten

dan dinyatakan diterima.

Samata, Mei

2014

Koordinator Asisten

Asisten

Nur Amalia P. Alfia patandungan NIM: 60500110005

Mengetahui, Dosen Penanggung Jawab

Syamsidar HS, S.T., M.Si

22

NIP: 19760330 200912 2 002

penentuan kadar ca dan mg serta turbiditas

Education